S油田注水站站場(chǎng)改造和工藝優(yōu)化整合效果研究

梁柱 陳陽(yáng)

1大慶油田有限責(zé)任公司第二采油廠工藝研究所

2大慶油田建設(shè)集團(tuán)路橋公司

為了提高油田綜合開(kāi)發(fā)效益，S油田通過(guò)優(yōu)化站場(chǎng)數(shù)量，提升了區(qū)域負(fù)荷率、降低了運(yùn)行成本，在提質(zhì)增效工作方面取得了一定成效。結(jié)合未來(lái)開(kāi)發(fā)形勢(shì)，統(tǒng)籌考慮建設(shè)時(shí)間、設(shè)備老化程度和運(yùn)行負(fù)荷率等問(wèn)題，對(duì)注水站站場(chǎng)和工藝進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，打破水聚驅(qū)注水界限，核減相鄰負(fù)荷率低的注水站，將其負(fù)荷調(diào)整至周邊注水站，實(shí)施區(qū)域優(yōu)化合并；將多座站場(chǎng)進(jìn)行合并，減少高能耗設(shè)備的運(yùn)行數(shù)量，在節(jié)省改建、擴(kuò)建、既有改建也有擴(kuò)建的投資和維修保養(yǎng)運(yùn)行等費(fèi)用的同時(shí)，緩解了該油田用工緊張的問(wèn)題。

1 地面建設(shè)現(xiàn)狀

截至2023 年年底，S 油田已建注水站32 座，其中運(yùn)行超過(guò)10 年、且未經(jīng)改造的注水站有15座。注水站建設(shè)和改造情況統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

表1 S油田注水站建設(shè)和改造情況統(tǒng)計(jì)Tab.1 Statistics of construction and reconstruction of water injection stations in S Oilfield

S油田每年將根據(jù)注水站老化嚴(yán)重程度、生產(chǎn)管理需要和投資框架計(jì)劃情況，結(jié)合產(chǎn)能建設(shè)或者老區(qū)改造項(xiàng)目安排改造。

2 注水系統(tǒng)能力分析

S油田水驅(qū)普通污水注水系統(tǒng)、水驅(qū)深度污水注水系統(tǒng)和化學(xué)驅(qū)深度污水注水系統(tǒng)可滿足開(kāi)發(fā)要求，個(gè)別化學(xué)驅(qū)區(qū)塊陸續(xù)進(jìn)入后續(xù)水驅(qū)階段，注入水質(zhì)從注深度污水調(diào)整為注普通污水，已建化學(xué)驅(qū)普通污水注水系統(tǒng)能力不能滿足未來(lái)開(kāi)發(fā)需求，將根據(jù)開(kāi)發(fā)安排進(jìn)行調(diào)整，注水系統(tǒng)未來(lái)5年運(yùn)行負(fù)荷率預(yù)測(cè)見(jiàn)表2。

表2 S油田注水系統(tǒng)未來(lái)5年運(yùn)行負(fù)荷率預(yù)測(cè)Tab.2 Prediction of operation load rate of water injection system in S Oilfield in the next 5 years

S 油田區(qū)域間注水站負(fù)荷不均衡造成能耗偏高[1]，總注水能力為62.38×104m3/d，總負(fù)荷率較低僅為51.64%，注水泵還嚴(yán)重存在單耗大的問(wèn)題[2]，雖然當(dāng)前可以滿足開(kāi)發(fā)需求，但是各類注水站運(yùn)行負(fù)荷率偏低。由于其具備注水站站場(chǎng)改造和工藝優(yōu)化整合條件，應(yīng)結(jié)合產(chǎn)能建設(shè)及老區(qū)改造規(guī)劃，對(duì)S油田進(jìn)行合理優(yōu)化改造[3]。

3 南十注和新南十注優(yōu)化效果

2016年對(duì)兩站距離不超過(guò)400 m、注水管網(wǎng)壓力損耗影響小、建成時(shí)間長(zhǎng)和設(shè)備腐蝕老化嚴(yán)重的南十注水站和新南十注水站進(jìn)行站場(chǎng)改造及工藝優(yōu)化整合，整體核減注水泵機(jī)組1套，冷卻水泵機(jī)組1 套，儲(chǔ)水罐1 座，冷卻水罐1 座，注水泵房和配套生產(chǎn)輔間1座，整合前后平面布局見(jiàn)圖1。

圖1 南十注水站和新南十注水站整合前后平面布局圖Fig.1 Layout plan of Nanshi Water Injection Station and New Nanshi Water Injection Station before and after integration

南十聯(lián)注水站已建成投運(yùn)6年，目前為普通污水和深度污水雙水質(zhì)注水站，將南十注和新南十注優(yōu)化合并為南十聯(lián)注水站，平均運(yùn)行負(fù)荷率由75.7%提高到87.3%，可節(jié)約投資900 萬(wàn)元。南十聯(lián)注水站減少建筑面積220 m2，崗位定員縮減為10人，年可節(jié)省人工成本150萬(wàn)元。注水系統(tǒng)工藝流程實(shí)施優(yōu)化簡(jiǎn)化，對(duì)降低注水系統(tǒng)能耗、提高油田經(jīng)濟(jì)效益、實(shí)施低成本開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略意義重大[4]，整合前后衛(wèi)星截圖見(jiàn)圖2。

圖2 南十注水站和新南十注水站整合前后衛(wèi)星截圖Fig.2 Satellite screenshots before and after the integration of Nanshi Water Injection Station and New Nanshi Water Injection Station

4 注水站優(yōu)化

4.1 優(yōu)化潛力分析

統(tǒng)計(jì)分析全廠注水站建設(shè)年限、設(shè)備腐蝕老化情況、建設(shè)位置、注水類型、設(shè)計(jì)規(guī)模、負(fù)荷率、來(lái)水方向和供水去向等，確定有南A注等6座注水站具備優(yōu)化整合條件，具備整合條件注水站位置示意圖見(jiàn)圖3。

圖3 具備整合條件注水站位置示意圖Fig.3 Location diagram of water injection stations with integration conditions

4.2 預(yù)期優(yōu)化效果

注水是保障油田穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)的重要手段，目的是發(fā)揮注水驅(qū)替和補(bǔ)充地層能量的雙重作用，促使油井產(chǎn)出更多原油[5]。注水站作為油田地面工程的重要組成部分，其規(guī)劃會(huì)在較大程度上影響地面工程建設(shè)成本[6]。注水站經(jīng)過(guò)相關(guān)系統(tǒng)優(yōu)化，可以充分發(fā)揮其功能，減少資金投入[7]。

注水站是油田的能耗大戶，注水系統(tǒng)耗電量高[8]，薩南油田8 座注水站站場(chǎng)和工藝優(yōu)化整合為4 座注水站，預(yù)期將可核減注水泵機(jī)組8 套、儲(chǔ)水罐11 座、冷卻水罐4 座、冷卻水泵機(jī)組10 套、罐間閥室5 座、注水泵房和輔間4 套，減少建筑面積900 m2，減少崗位員工40 人，年節(jié)約人工成本600 萬(wàn)元，一次性節(jié)約建設(shè)投資3 600 萬(wàn)元，注水站優(yōu)化整合平均運(yùn)行負(fù)荷率從61.2 %提高到85.2%，在保證注水系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，降低了S油田注水系統(tǒng)整體能耗，對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化與節(jié)能具有十分重要的意義[9]。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）在聚驅(qū)開(kāi)發(fā)初期，為解決聚驅(qū)采出液處理問(wèn)題，采取水、聚驅(qū)系統(tǒng)分開(kāi)建設(shè)模式，采用分系統(tǒng)、分水質(zhì)建站，導(dǎo)致注水站數(shù)量多、運(yùn)行負(fù)荷低。目前，水驅(qū)系統(tǒng)已普遍含聚，“十四五”期間，將陸續(xù)有20 座聚驅(qū)注入站進(jìn)入后續(xù)水驅(qū)，為分系統(tǒng)、分水質(zhì)注水站優(yōu)化合并創(chuàng)造客觀條件。

（2）優(yōu)化整合需要具備一定的邊界條件，例如近距離兩站改造可降低變電所給注水泵電機(jī)供電線路損耗，低負(fù)荷率注水站提高負(fù)荷率的空間大，具備兩種或兩種以上供水工藝的注水站優(yōu)化整合后效益顯著。注水站改造后平均運(yùn)行負(fù)荷率從61.2%提高到85.2%。

（3）國(guó)際油價(jià)持續(xù)走低，多舉措挖掘提質(zhì)增效措施越發(fā)緊迫[10]，對(duì)具備優(yōu)化整合條件、站場(chǎng)設(shè)備設(shè)施老化嚴(yán)重的注水站進(jìn)行改造，不但減少注水站和相應(yīng)設(shè)施的數(shù)量、節(jié)約土地面積、節(jié)省后期站場(chǎng)改造費(fèi)用，還可減少崗位用工數(shù)量，進(jìn)一步緩解S油田用工緊張的問(wèn)題。

（4）該項(xiàng)研究對(duì)油田公司其他采油廠完成注水站站場(chǎng)改造和工藝優(yōu)化整合工作具有重要的借鑒意義。